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WO2002034394A1 - Schlagrad für eine ventilatormühle - Google Patents

Schlagrad für eine ventilatormühle Download PDF

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Publication number
WO2002034394A1
WO2002034394A1 PCT/DE2001/003999 DE0103999W WO0234394A1 WO 2002034394 A1 WO2002034394 A1 WO 2002034394A1 DE 0103999 W DE0103999 W DE 0103999W WO 0234394 A1 WO0234394 A1 WO 0234394A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
impact
striking
beater
bar
wheel
Prior art date
Application number
PCT/DE2001/003999
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bodo Gehrke
Wolfgang Rieker
Original Assignee
Alstom Power Boiler Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alstom Power Boiler Gmbh filed Critical Alstom Power Boiler Gmbh
Priority to AU2002215825A priority Critical patent/AU2002215825A1/en
Publication of WO2002034394A1 publication Critical patent/WO2002034394A1/de

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C13/00—Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills
    • B02C13/26—Details
    • B02C13/28—Shape or construction of beater elements
    • B02C13/2804—Shape or construction of beater elements the beater elements being rigidly connected to the rotor

Definitions

  • the invention relates to a beater wheel for a fan mill, in particular for the comminution of coal for a pulverized coal firing of a steam generator, with a large number of webs distributed uniformly around the circumference of the beater wheel and extending between the beater wheel hub and the beater wheel ring in the direction of rotation of the beater wheel are reinforced by several striking plates lying parallel to the striking wheel axis.
  • the beater wheel in a coal dust fan mill is used to grind and process coal into coal dust and to convey the coal dust into the coal dust furnaces of steam generators.
  • the raw lignite is comminuted in a coal dust fan mill in such a way that a rotating impact wheel breaks up the coal supplied for it.
  • the beater wheel essentially consists of the beater wheel hub and a beater wheel ring and webs which are inserted between the radially outer part of the beater wheel hub and the beater wheel ring.
  • Striking plates are arranged on the webs, single and multi-part striking plate sets being known. Due to the shredding work and the stress caused by friction, the impact plates are subject to severe wear, which after a relatively short operating time, e.g. 500-5000 hours requires the complete replacement of the striking plates. Due to the intensive wear on the inner edge of the striking plate set, this inner edge is rounded in a very short time and is associated with a loss of the shredding and ventilation performance.
  • the object of the invention is now to provide a beater wheel for a fan mill in which the abovementioned disadvantages can be avoided or the wear rate of the beater plate set can be reduced and the power loss of the fan mill can be avoided.
  • the solution according to the invention creates a beater wheel for a fan mill, which has the following advantages:
  • Constant performance of the fan mill over a long period of operation of the mill and thus investment savings through the use of a smaller mill, reduction of the mill maintenance costs, since only replacement of a blow bar and not a complete set of beater plates per beater wheel web is required and quick removal and installation possible, possibly extending the maintenance intervals for the striking wheels.
  • the striking bar of the respective striking wheel web lying radially on the inside and facing the striking surface on the cross section at least over part of the cross section with a highly wear-resistant material, this part of the cross-section forming the adjoining edge area of the striking surface (the face pointing in the direction of rotation of the striking wheel and the face pointing radially inward) of the striking bar, it is advantageous if the edge area or the highly wear-resistant layer has a thickness or depth of 1 to 50 mm. With such a configuration, a long operating time of the impact wheel can be achieved.
  • the impact bar of the respective impact wheel webs which is located radially on the inside and faces the impact surface, is formed from a ductile base material and the edge region is made from a hard metal armor.
  • this blow bar is formed from a composite material with a ductile metal matrix and hard metal particles embedded therein or from an MMC composite material (Matrix Metal Composite) with ceramic particles embedded therein. Particularly long service life of the blow bars can be achieved with these materials.
  • the grinding material flow profile is non-uniform over the width of the beater wheel, it is advantageous to design the beater bar of each beater wheel web over the length of this beater bar with an unequal cross-section and / or an uneven hard metal armor layer thickness in accordance with the expected mill material flow profile.
  • the particularly affected wear points on the blow bar can be influenced by giving these points a larger cross section or a greater hard metal armor layer thickness than others.
  • each striking wheel web By forming the remaining striking plates of each striking wheel web from a ductile, not highly wear-resistant material - only the radially inner and the The impact bar facing the impact surface consists at least in part of a highly wear-resistant material - material and investment costs can be saved.
  • the impact bar of the respective impact wheel webs of the impact wheel according to the invention is advantageously designed as a rod and inserted into a recess in the adjacent impact plate.
  • the rod-shaped blow bar has a rectangular cross section.
  • the beater bar designed as a rod can also have an L-shaped or an essentially triangular cross section and can either be embedded in a recess of the adjacent beater plate or rest thereon. The shape and installation position of the rod-shaped beater bar can influence the operating time of the beater wheel, since it can cover the parts of the beater wheel that are most susceptible to wear.
  • a particularly good wear protection against the adjacent striking plates of the striking bar of the respective striking wheel webs lying radially on the inside and the striking surface is achieved if the latter striking bar advantageously protrudes in steps from the striking surface of the striking plate set of the respective striking wheel web and thus forms a flow shadow for the neighboring striking boards which largely keeps the abrasive regrind away from the neighboring impact plates. It is also advantageous if the striking bar of the respective striking wheel webs, which is located radially on the inside and faces the striking surface, protrudes in steps towards the striking wheel axis towards the neighboring striking plate by a distance t, since here, too, the adjacent striking plate is largely protected from wear by the flow shadow.
  • each striking wheel web which is located radially on the inside and facing the striking surface, can be removed without removing the striking wheel from the fan mill and without dismantling further striking plates.
  • This enables a very quick and inexpensive disassembly and assembly of the inner blow bar.
  • the blow bar by removal is only one fastening part ⁇ usb ⁇ ub ⁇ r, the fastening part being a section of the striking plate holding strip on the ring disc side.
  • FIG. 2 shows a cross section according to section A-A in FIG. 1 of a striking wheel web with a striking plate set
  • FIG. 3 shows a further alternative embodiment to FIG. 2,
  • FIG. 4 shows a further alternative embodiment to FIG. 2,
  • FIG. 5 shows a further alternative embodiment to FIG. 2.
  • FIG. 6 shows a schematic representation of the state of wear over the operating time of a striking wheel with standard striking plates according to a prior art
  • FIG. 9 shows a schematic representation of the state of wear over the operating time of an impact wheel according to the invention
  • Fig. 10 diagram dependence of the mill output of a fan mill on the
  • FIG. 1 shows a vertical section of one half of the impact wheel 2 according to the invention of a fan mill 1, not shown.
  • the beater wheel 2 in a coal dust fan mill 1 is used for grinding and processing coal into coal dust and for conveying the coal dust into the coal dust combustion of a steam generator, since the rotating beater wheel 2 also exerts a ventilation effect and thus a promotional effect in addition to the comminution effect.
  • the comminution of the coal, in particular raw lignite in a coal dust fan mill is carried out in such a way that a beater wheel 2 rotating about the beater wheel axis 14 smashes the coal supplied for it.
  • the striking wheel 2 consists essentially of the striking wheel hub 3 and a striking wheel ring 4 and webs 5 which are inserted between the radially outer part of the striking wheel hub 3 and the striking wheel ring 4.
  • striking plate sets 6 are arranged, which comprise at least two striking plates 8, 9 and essentially radially from the inside out, ie. H. Striking plate 8 inside and striking plate 9 are arranged radially on the outside, on the web 5.
  • the front i.e.
  • the surface of the striking plate set 6 pointing in the direction of rotation of the striking wheel 2 forms the striking surface 12 and the surface of the striking plate set 6 pointing radially inward toward the striking wheel axis 14 forms the striking surface 1 6 of the respective striking plates 8, 9 of each striking wheel web 5.
  • the respective radially inner striking plate 8 is formed in the region of the striking edge 17 formed by its striking surfaces 12, 16 with a striking bar 7, which is formed over the length on the cross-sectional side at least over part of the cross section with a highly wear-resistant material and this part of the cross section forms the edge area 15 of the blow bar 7 delimiting the striking surfaces 12 and 16 (FIGS. 1 to 5).
  • the edge region 15 of the blow bar 7 can preferably have a thickness or depth of 1 to 50 mm, measured from the outer edge of the blow bar 7.
  • the striking plates 8, 9 associated with the respective web 5 are formed from a ductile material, since the wear on the radially outer parts of the striking wheel 2 is comparatively lower and the use of costly, highly wear-resistant materials can be saved.
  • the blow bar 7, as mentioned above, can be formed with a highly wear-resistant material only at the adjacent edge region 15 of the striking surfaces 12 and 16, however, in the embodiment of the invention, it can be completely, i.e. over the full cross section, made of a highly wear-resistant material, for example a composite material with a ductile metal matrix and hard metal particles embedded therein, or an MMC composite material (Matrix Metal Composite) with ceramic particles embedded therein.
  • the blow bar 7 can be formed from a ductile base material with surface hard metal armor on the striking surfaces 12 and 16 or the material of the highly wear-resistant blow bar 7 can be provided with sufficient ductile properties, i.e. be sufficiently insensitive to breakage when exposed to foreign bodies.
  • the striking bar 7 located radially on the inside can either lie directly against the web 5 or, as shown in FIG. 2, be inserted into a recess 13 in the adjacent striking plate 8 and point towards the striking surface 12 and 16.
  • the striking bar 7 protrudes stepwise from the striking surface 12 of the striking plate 8, 9 by a distance s, so that the less wear-resistant striking plates 8, 9 lie in the flow shadow of the striking bar 7 and are therefore less stressed by the regrind.
  • the striking bar 7 can protrude inwards towards the striking wheel axis 14 opposite the striking surface 16 of the adjacent striking plate 8 - if present in FIG.
  • the beating bar 7 can be designed as a rod with a rectangular cross section according to FIGS. 1 and 2 and can be inserted between the beater wheel hub 3 and beater wheel ring 4.
  • other cross sections are also possible, for example an L cross section according to FIGS. 3 and 5 or an essentially triangular cross section according to FIG. 4.
  • a blow bar 7 designed in this way can either be inserted into a recess 13 in the adjacent blow plate 8 (FIGS. 3 and 4). or placed on top of it ( Figure 5).
  • the blow bars 7 can be removed and installed very easily and quickly by the impact wheel 2 without removing the complete set of blow plates 6. This can take place even when the impact wheel 2 is still warm.
  • a striking plate fastening part 11 is provided separately on the striking wheel ring 4, which is usually a section of the striking plate holding strip 10 on the ring disk side and which only locks and fixes the striking strip 7 on the striking wheel 2.
  • the impact bar 7, which is held on the hub side of the impact wheel 2 by a plug connection can be pulled axially out of the plug connection of the hub 3 and then exchanged or replaced or prepared for further use.
  • the remaining striking plates 8, 9 are held separately by the aforementioned holding strip 10 and do not have to be exchanged in most cases when the striking strip 7 is replaced.
  • the beater bar 7 can be designed over its length either with an unequal cross-section or an unequal hard metal armor layer thickness in accordance with or in adaptation to the expected millbase flow-through profile.
  • a larger cross section or a thicker hard metal armor layer can be provided at the points of the blow bar 7 of each impact wheel web that are particularly susceptible to wear, and the operating time of the impact wheel 2 can be increased.
  • FIG. 10 shows a St ⁇ nd ⁇ rd-Schl ⁇ gpl ⁇ tte or Schl ⁇ gpl ⁇ ttens ⁇ tz according to the prior art with a thickness m and different degrees of wear I, II and III.
  • the curve with degrees of wear I, II and III shows the course of the mill output as a function of the operating time and the state of wear of this set of striking plates.
  • degree of wear I the corner of the striking plate is slightly worn, with II up to the rear corner on the web and with III the thickness m of the plate is already severely attacked or reduced.
  • FIG. 8 also shows a known prior art, in which case the standard striking plate or the striking plate set has hard metal armor on the striking surface 12 and 16.
  • the course of the curve with the degrees of wear I *, II * and III * showing the dependency of the mill output in relation to the beater wheel operating time and the wear state of the beater plates according to FIG. 8 is again recorded in FIG. 10, it being evident that the Mill output can be kept high much longer. Only after the hard metal armor has worn down on the inner edge of the impact plate - for example from wear level I * - does the mill's performance drop sharply. The service life of these impact plates has been reached at point III *. The striking plates must then be replaced.
  • FIG. 9 shows the degree of wear and the operating time of the impact plates of an impact wheel according to the invention, which is dependent on this. From curve “C” it can be seen that the mill output can be kept very high over a considerably longer operating time and drops only insignificantly over the operating time.
  • the striking plate set 6 according to FIG Striking plate 8 protrudes stepwise and their entire cross section consists of highly wear-resistant material. With degree of wear I **, the radially inner edge 17 of the blow bar 7 facing the striking surface 12 is worn off. However, since the performance of the impact wheel 2 has hardly decreased, the fan mill can continue to be operated.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Crushing And Pulverization Processes (AREA)

Abstract

Schlagrad für eine Ventilatormühle, insbesondere für die Zerkleinerung von Kohle für eine Kohlenstaubfeuerung eines Dampferzeugers, mit einer Vielzahl von um den Umfang des Schlagrades in gleichmässigem Abstand verteilten und sich zwischen Schlagradnabe (3) und Schlagradring (4) erstreckenden Stegen (5), die in Drehrichtung des Schlagrades jeweils durch mehrere parallel zur Schlagradachse liegende Schlagplatten (9, 8) bewehrt sind, wobei jeweils die radial innen liegende Schlagplatte (8) im Bereich der durch deren Schlagflächen (12, 16) gebildeten Schlagkante (17) mit einer Schlagleiste (7) ausgebildet ist, die über deren Länge querschnittseitig zumindest über einen Teil des Querschnittes mit einem hochverschleissfesten Material ausgebildet ist und dieser Teil des Querschnittes den die Schlagflächen (12, 16) begrenzenden Randbereich (15) der Schlagleiste (7) bildet.

Description

Beschreibung
Schlαgrαd für eine Ventilαformühle
Die Erfindung bezieht sich auf ein Schlagrad für eine Ventilatormühle, insbesondere für die Zerkleinerung von Kohle für eine Kohlenstaubfeuerung eines Dampferzeugers, mit einer Vielzahl von um den Umfang des Schlagrades in gleichmäßigem Abstand verteilten und sich zwischen Schlagradnabe und Schlagradring erstreckenden Stegen, die in Drehrichtung des Schlagrades jeweils durch mehrere parallel zur Schlagradachse liegende Schlagplatten bewehrt sind.
Das Schlagrad in einer Kohlenstaub-Ventilatormühle dient der Vermahlung und Aufbereitung von Kohle zu Kohlenstaub und zur Förderung des Kohlenstaubes in die Kohlenstaubfeuerungen von Dampferzeugern. Die Zerkleinerung der Rohbraunkohle in einer Kohlenstaub-Ventilatormühle erfolgt derart, daß ein rotierendes Schlagrad die dafür zugeführte Kohle zerschlägt. Das Schlagrad besteht im wesentlichen aus der Schlagradnabe und einem Schlagradring sowie Stegen, die zwischen dem radial außen liegenden Teil der Schlagradnabe und dem Schlagradring eingesetzt sind. Auf den Stegen sind Schlagplatten angeordnet, wobei ein- und mehrteilige Schlagplattensätze bekannt sind. Aufgrund der Zerkleinerungsarbeit und der Reibbeanspruchung unterliegen die Schlagplatten einem starken Verschleiß, der nach einer relativ kurzen Betriebszeit, z.B. 500-5000 Stunden den kompletten Austausch der Schlagplatten erforderlich macht. Durch den intensiven Verschleiß an der Innenkante des Schlagplattensatzes findet in kürzester Zeit eine Rundung dieser Innenkante statt, die mit einem Verlust der Zerkleinerungs- und Ventilationsleistung verbunden ist.
So ist aus Druckschrift „Energie, Jahrgang 27, Nr. 7/8, Juli/August 1975, Seite 186" bekannt, die vom Mahlgut angeströmten Flächen mit einer aufgeschweißten Hartmetallschicht gegen Verschleiß zu schützen. Dieses Verfahren bewirkt eine Reduzierung der Verschleißrate in der Anfangsbetriebszeit der Schlagplatten, es verhindert aber nicht den schnellen Verschleißfortschritt nach Abnutzung dieser Hartmetallschicht und dem damit verbundenen Rückgang der Mühlenleistung. Ein Austausch der Schlagplatten unmittelbar nach Abnutzung der aufgeschweißten Hartmetallschicht oder eine Regenerierung der abgenutzten Auftragsschweißung im ein- oder ausgebauten Zustand der Schlagräder kommt wegen der hohen Kosten und auch wegen der hierfür erforderlichen Betriebsausfallzeiten der Mühlen nicht in Betracht.
Um die Standzeit der Schlagplatten zu verlängern ist ferner durch die Druckschrift DE 298 06 686 Ul bekannt geworden, die Dicke der am Steg des Schlagrades radial gesehen innen liegenden Schlagplatte des Plattensatzes zu vergrößern. Diese Ausführung hat den Nachteil, daß zwar eine Verlängerung der Gesamtstandzeit der Schlagplatten zu erwarten ist, jedoch liegt diese verlängerte Betriebszeit im Bereich stark reduzierter Mühlenleistung.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, ein Schlagrad für eine Ventilatormühle zu schaffen, bei dem die vorgenannten Nachteile vermieden werden können bzw. die Verschleißrate des Schlagplattensatzes reduziert und der Leistungsverlust der Ventilatormühle vermieden werden kann.
Die vorstehend genannte Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Durch die erfindungsgemäße Lösung wird ein Schlagrad für eine Ventilatormühle geschaffen, das die nachfolgenden Vorteile aufweist:
Leistungskonstanz der Ventilatormühle über eine lange Betriebszeit der Mühle hinweg und dadurch Investitionseinsparungen durch Einsatz einer kleineren Mühle, Verminderung der Mühleninstandhaltungskosten, da nur Austausch einer Schlagleiste und nicht eines kompletten Schlagplattensatzes je Schlagradsteg erforderlich sowie schneller Aus- und Einbau möglich, ggf. Verlängerung der Wartungsintervalle für die Schlagräder.
Ist die radial innen und der Schlagfläche zugewandt liegende Schlagleiste des jeweiligen Schlagradsteges querschnittseitig zumindest über einen Teil des Querschnittes mit einem hochverschleißfesten Material ausgebildet, wobei dieser Teil des Querschnittes den angrenzenden Randbereich der Schlagfläche ( die in die Drehrichtung des Schlagrades zeigende Fläche und die radial nach innen zeigende Fläche ) der Schlagleiste bildet, so ist es vorteilhaft, wenn der Randbereich bzw. die hochverschleißfeste Schicht eine Dicke bzw. Tiefe von 1 bis 50 mm aufweist. Mit einer derartigen Ausgestaltung kann eine lange Betriebszeit des Schlagrades erzielt werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die radial innen und der Schlagfläche zugewandt liegende Schlagleiste der jeweiligen Schlagradstege aus einem duktilen Grundwerkstoff und der Randbereich aus einer Hartmetallpanzerung gebildet. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist diese Schlagleiste aus einem Kompositmaterial mit duktiler Metallmatrix und hierin eingebetteten Hartmetallpartikeln oder aus einem MMC-Verbundmaterial (Matrix Metal Composite) mit hierin eingebetteten Keramikpartikeln ausgebildet. Mit diesen Materialien sind besonders hohe Standzeiten der Schlagleisten erzielbar.
Um die radial innen und der Schlagfläche zugewandt liegende hochverschleißfeste Schlagleiste der jeweiligen Schlagradstege bei Fremdkörpereinwirkung gegen Bruch zu schützen, ist es vorteilhaft, das Material dieser Schlagplatten mit noch ausreichend duktilen Eigenschaften auszubilden.
Da das Mahlgutdurchströmungsprofil über die Breite des Schlagrades ungleichförmig ist, ist es vorteilhaft, die Schlagleiste eines jeden Schlagradsteges über die Länge dieser Schlagleiste mit einem ungleichen Querschnitt und/oder einer ungleichen Hartmetallpanzerschichtdicke entsprechend dem erwarteten Mahlgutdurchströmungsprofil auszubilden. Mit dieser Maßnahme kann Einfluß auf die besonders betroffenen Verschleißstellen an der Schlagleiste genommen werden, indem diese Stellen einen größeren Querschnitt oder eine größere Hartmetallpanzerschichtdicke erhalten als andere.
Durch die Ausbildung der restlichen Schlagplatten eines jeden Schlagradsteges aus einem duktilen, nicht hochverschleißfesten Material - nur die radial innere und der Schlαgfläche zugewandte Schlagleiste besteht zumindest zum Teil aus einem hochverschleißfesten Material - können Material- bzw. Investitionskosten gespart werden.
Die Schlagleiste der jeweiligen Schlagradstege des erfindungsgemäßen Schlagrades ist vorteilhaft als Stab ausgebildet und in eine Ausnehmung der benachbarten Schlagplatte eingelegt. In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung weist die stabförmige Schlagleiste einen rechteckigen Querschnitt auf. Die als Stab ausgebildete Schlagleiste kann auch einen L-förmigen oder einen im wesentlichen dreieckigen Querschnitt aufweisen und entweder in einer Ausnehmung der benachbarten Schlagplatte eingebettet sein oder auf dieser aufliegen. Durch die Form und Einbaulage der stabförmigen Schlagleiste kann Einfluß auf die Betriebszeit des Schlagrades genommen werden, da damit die verschleißgefährdesten Partien des Schlagrades bedeckt werden können.
Ein besonders guter Verschleißschutz gegenüber den benachbarten Schlagplatten der radial innen und der Schlagfläche zugewandt liegenden Schlagleiste der jeweiligen Schlagradstege erreicht man, wenn letztere Schlagleiste vorteilhafterweise gegenüber der Schlagfläche des Schlagplattensatzes des jeweiligen Schlagradsteges um einen Abstand s stufenförmig vorsteht und somit einen Strömungsschatten für die benachbarten Schlagplatten bildet, der das abrasive Mahlgut weitgehend von den benachbarten Schlagplatten fern hält. Ebenso vorteilhaft ist es, wenn die radial innen und der Schlagfläche zugewandt liegende Schlagleiste der jeweiligen Schlagradstege nach innen zur Schlagradachse hin gegenüber der benachbarten Schlagplatte um einen Abstand t stufenförmig vorsteht, da hier ebenso durch den Strömungsschatten die benachbarte Schlagplatte weitgehendst von Verschleiß verschont bleibt.
Vorteilhaft ist es, daß die radial innen und der Schlagfläche zugewandt liegende Schlagleiste eines jeden Schlagradsteges ohne Ausbau des Schlagrades aus der Ventilatormühle und ohne Demontage weiterer Schlagplatten ausbaubar ist. Dadurch ist eine sehr schnelle und kostengünstige Demontage sowie Montage der inneren Schlagleiste ermöglicht. Es ist ferner vorteilhaft, daß die Schlagleiste durch Entfernung nur eines Befestigungsteiles αusbαubαr ist, wobei das Befestigungsteil ein Teilstück der ringscheibenseitigen Schlagplattten-Halteleiste ist.
Nachstehend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnungen und der Beschreibung näher erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1 einen Teil eines Vertikalschnittes durch das erfindungsgemäße Schlagrad einer Ventilatormühle,
Fig. 2 einen Querschnitt gemäß Schnitt A-A in Figur 1 eines Schlagradsteges mit Schlagplattensatz,
Fig. 3 eine weitere alternative Ausführung zu Figur 2,
Fig. 4 eine weitere alternative Ausführung zu Figur 2,
Fig. 5 eine weitere alternative Ausführung zu Figur 2.
Fig. 6 schematische Darstellung des Verschleißzustandes über die Betriebszeit eines Schlagrades mit Standard-Schlagplatten gemäß einem Stand der Technik,
Fig. 7 schematische Darstellung des Verschleißzustandes über die Betriebszeit eines Schlagrades mit Standard-Schlagplatten größerer Wandstärke gemäß einem Stand der Technik,
Fig. 8 wie Figur 6, jedoch Schlagrad bestückt mit Standard-Schlagplatten mit Hartmetallpanzerung gemäß einem Stand der Technik,
Fig. 9 schematische Darstellung des Verschleißzustandes über die Betriebszeit eines erfindungsgemäßen Schlagrades, Fig. 10 Diagramm: Abhängigkeit der Mühlenleistung einer Ventilatormühle von der
Betriebszeit bzw. dem Verschleißzustand der Schlagrad-Schlagplatten. Figur 1 zeigt als Vertikalschnitt eine Hälfte des erfindungsgemäßen Schlagrades 2 einer nicht dargestellten Ventilatormühle 1 . Das Schlagrad 2 in einer Kohlenstaub- Ventilatormühle 1 dient der Vermahlung und Aufbereitung von Kohle zu Kohlenstaub und zur Förderung des Kohlenstaubes in die Kohlenstaubfeuerung eines Dampferzeugers, da das rotierende Schlagrad 2 neben der Zerkleinerungswirkung auch noch eine Ventilationswirkung und damit Förderwirkung ausübt. Die Zerkleinerung der Kohle, insbesondere von Rohbraunkohle in einer Kohlenstaub-Ventilatormühle erfolgt derart, daß ein um die Schlagradachse 14 rotierendes Schlagrad 2 die dafür zugeführte Kohle zerschlägt. Das Schlagrad 2 besteht im wesentlichen aus der Schlagradnabe 3 und einem Schlagradring 4 sowie Stegen 5, die zwischen dem radial außen liegenden Teil der Schlagradnabe 3 und dem Schlagradring 4 eingesetzt sind. Auf den Stegen 5 sind in Drehrichtung des Schlagrades 2 zeigend (siehe Drehrichtungs-Pfeil in den Figuren 2 bis 9) Schlagplattensätze 6 angeordnet, die mindestens zwei Schlagplatten 8, 9 umfassen und im wesentlichen radial von innen nach außen, d. h. Schlagplatte 8 innen und Schlagplatte 9 radial außen anschließend, am Steg 5 angeordnet sind. Die Vorderseite, d.h. die in Drehrichtung des Schlagrades 2 zeigende Oberfläche des Schlagplattensatzes 6 bildet die Schlagfläche 12 und die radial nach innen zur Schlagradachse 14 hin zeigende Oberfläche des Schlagplattensatzes 6 die Schlagfläche 1 6 der jeweiligen Schlagplatten 8, 9 eines jeden Schlagradsteges 5.
Erfindungsgemäß ist die jeweils radial innen liegende Schlagplatte 8 im Bereich der durch deren Schlagflächen 12, 16 gebildeten Schlagkante 1 7 mit einer Schlagleiste 7 ausgebildet, die über deren Länge querschnittseitig zumindest über einen Teil des Querschnittes mit einem hochverschleißfesten Material ausgebildet ist und dieser Teil des Querschnittes den die Schlagflächen 12 und 16 begrenzenden Randbereich 15 der Schlagleiste 7 bildet (Figur 1 bis 5). Dabei kann der Randbereich 15 der Schlagleiste 7 vorzugsweise eine Dicke bzw. Tiefe von 1 bis 50 mm, gemessen von der Außenkante der Schlagleiste 7, aufweisen. In Ausgestaltung der Erfindung sind die dem jeweiligen Steg 5 zugehörigen Schlagplatten 8, 9 aus einem duktilen Werkstoff gebildet, da an den radial äußeren Partien des Schlagrades 2 der Verschleiß vergleichsweise niedriger ist und der Einsatz von kostenintensiven hochverschleißfesten Materialien erspart werden kann.
Die Schlagleiste 7 kann, wie oben angeführt, nur am angrenzenden Randbereich 15 der Schlagflächen 12 und 16 mit einem hochverschleißfesten Material ausgebildet sein, sie kann in Ausgestaltung der Erfindung jedoch zur Gänze, d.h. über den vollen Querschnitt, aus einem hochverschleißfesten Material, beispielsweise einem Kompositmaterial mit duktiler Metallmatrix und hierin eingebetteten Hartmetallpartikeln oder einem MMC-Verbundmaterial (Matrix Metal Composite) mit hierin eingebetteten Keramikpartikeln ausgebildet sein. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Schlagleiste 7 aus einem duktilen Grundwerkstoff mit Oberflächen- Hartmetallpanzerung an den Schlagflächen 12 und 16 ausgebildet sein bzw. das Material der hochverschleißfesten Schlagleiste 7 mit noch ausreichend duktilen Eigenschaften versehen sein, d.h. ausreichend bruchunempfindlich bei Fremdkörpereinwirkung sein.
Die radial innen liegende Schlagleiste 7 kann entweder direkt am Steg 5 anliegen oder, wie in Figur 2 gezeigt, in eine Ausnehmung 13 der benachbarten Schlagplatte 8 eingelegt sein und zur Schlagfläche 12 und 16 hin zeigen. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung steht die Schlagleiste 7 gegenüber der Schlagfläche 12 der Schlagplatte 8, 9 um einen Abstand s stufenförmig vor, so daß die weniger verschleißfesten Schlagplatten 8, 9 im Strömungsschatten der Schlagleiste 7 liegen und damit vom Mahlgut weniger beansprucht werden. Ferner kann die Schlagleiste 7 nach innen zur Schlagradachse 14 hin gegenüber der Schlagfläche 16 der benachbarten Schlagplatte 8 - falls wie in Figur 2 vorhanden - um einen Abstand t stufenförmig vorstehen um, wie bei der Schlagfläche 12, für die weniger verschleißfeste Schlagplatte 8 einen Strömungsschatten und somit weniger Verschleiß zu erreichen. Der Abstand s bzw. t ist vorzugsweise mit 5 bis 50 mm ausgebildet. Die Schlαgleiste 7 kann als Stab mit rechteckigem Querschnitt gemäß Figur 1 und 2 ausgebildet sein und zwischen Schlagradnabe 3 und Schlagradring 4 eingelegt werden. Es sind jedoch auch andere Querschnitte möglich, beispielsweise ein L-Querschnitt gemäß Figuren 3 und 5 oder ein im wesentlichen dreieckförmiger Querschnitt gemäß Figur 4. Eine derartig ausgebildete Schlagleiste 7 kann entweder in eine Ausnehmung 13 der benachbarten Schlagplatte 8 eingelegt (Figuren 3 und 4) oder auf diese aufgelegt werden (Figur 5).
In Ausgestaltung der Erfindung können die Schlagleisten 7 ohne Ausbau des kompletten Schlagplattensatzes 6 sehr einfach und schnell vom Schlagrad 2 aus- bzw. eingebaut werden. Dies kann sogar im noch warmen Zustand des Schlagrades 2 erfolgen. Hierzu ist gesondert am Schlagradring 4 ein Schlagplatten-Befestigungsteil 1 1 vorgesehen, das üblicherweise ein Teilstück der ringscheibenseitigen Schlagplatten-Halteleiste 10 ist und das lediglich die Schlagleiste 7 am Schlagrad 2 arretiert und fixiert. Nach Entfernung dieses Befestigungsteiles 1 1 kann die Schlagleiste 7, die auf der Nabenseite des Schlagrades 2 durch eine Steckverbindung gehalten wird, axial aus der Steckverbindung der Nabe 3 herausgezogen und anschliessend ausgetauscht bzw. ersetzt bzw. für den weiteren Einsatz vorbereitet werden. Die restlichen Schlagplatten 8, 9 werden durch die vorerwähnte Halteleiste 10 gesondert gehalten und müssen in den meisten Fällen eines Austausches der Schlagleiste 7 nicht ausgetauscht werden.
Da das Mahlgutdurchströmungsprofil über die Breite des Schlagrades 2 üblicherweise nicht gleichförmig ist, kann die Schlagleiste 7 über ihre Länge entweder mit einem ungleichen Querschnitt oder einer ungleichen Hartmetallpanzerschichtdicke entsprechend bzw. in Anpassung an das erwartete Mahlgutdurchströmungsprofil ausgebildet werden. Dadurch kann an den besonders verschleißgefährdeten Stellen der Schlagleiste 7 eines jeweiligen Schlagradsteges ein größerer Querschnitt bzw. eine dickere Hartmetallpanzerschicht vorgesehen und die Betriebszeit des Schlagrades 2 erhöht werden.
Aus Figuren 6 bis 10 sind verschiedene Ausführungen von Schlagrad-Schlagplatten sowie deren Verschleißgrad und die Mühlenleistung in Abhängigkeit dieses Verschleißgrαdes bzw. der Schlαgplαtten-Betriebszeit ersichtlich. Figur 6 zeigt eine Stαndαrd-Schlαgplαtte bzw. einen Schlαgplαttensαtz gemäß dem Stand der Technik mit einer Dicke m und verschiedenen Verschleißgraden I, II und III. In Figur 10 zeigt die Kurve mit den Verschleißgraden I, II, und III den Verlauf der Mühlenleistung in Abhängigkeit der Betriebszeit und des Verschleißzustandes dieses Schlagplattensatzes. Bei Verschleißgrad I ist die Ecke der Schlagplatte leicht verschlissen, bei II bereits bis zur hinteren Ecke am Steg und bei III ist bereits die Stärke m der Platte stark angegriffen bzw. reduziert. In diesem Stadium muß die Platte auch ausgewechselt werden. Bei Einsatz einer dickeren Schlagplatte ( Figur 7 ) kann gemäß der vorerwähnten Kurve eine längere Betriebszeit bis zum Punkt IN ' erreicht werden. Es ist aus Figur 10 ersichtlich, daß die Ventilatormühle mit Schlagplatten gemäß der Figuren 6 und 7 bereits ab dem Verschleißzustand I stark an Leistung verliert.
Figur 8 zeigt ebenfalls einen bekannten Stand der Technik auf, wobei hier die Standard- Schlagplatte bzw. der Schlagplattensatz an der Schlagfläche 12 und 16 eine Hartmetallpanzerung aufweist. Der Verlauf der Kurve mit den Verschleißgraden I*, II* und III* aufzeigend die Abhängigkeit der Mühlenleistung in Bezug auf die Schlagrad- Betriebszeit bzw. den Verschleißzustand der Schlagplatten gemäß der Figur 8 ist wiederum in Figur 10 festgehalten, wobei ersichtlich ist, daß die Mühlenleistung wesentlich länger hoch gehalten werden kann. Erst nach dem Verschleißen der Hartmetallpanzerung an der inneren Kante der Schlagplatte - etwa ab Verschleißgrad I* - fällt die Leistung der Mühle stark ab. Die Standzeit bzw. Betriebszeit dieser Schlagplatten ist beim Punkt III* erreicht. Anschließend müssen die Schlagplatten ausgetauscht werden.
Figur 9 zeigt den Verschleißgrad sowie die davon abhängige Betriebszeit der Schlagplatten eines erfindungsgemäßen Schlagrades auf. Aus Kurve „C" ist ersichtlich, daß die Mühlenleistung über eine wesentlich längere Betriebszeit sehr hoch gehalten werden kann und über die Betriebszeit nur unwesentlich abfällt. Der Schlagplattensatz 6 gemäß Figur 9 beinhaltet eine Schlagleiste 7, die der Schlagfläche 12 und der Schlagfläche 16 der benachbarten Schlagplatte 8 stufenförmig vorsteht und deren gesamter Querschnitt aus hochverschleißfestem Material besteht. Beim Verschleißgrad I** ist die radial innen liegende und der Schlagfläche 12 zugewandte Kante 1 7 der Schlagleiste 7 abgeschlissen. Da die Leistung des Schlagrades 2 jedoch kaum abgenommen hat, kann die Ventilatormühle weiter betrieben werden. Erst wenn der Verschleißgrad der Schlagleiste 7 den Zustand der Kurve II** erreicht hat, d.h. die Schlagleiste 7 bis zur äußeren Kontur der Schlagflächen 12 und 16 der Schlagplatte 8 verschlissen ist, und bei einem weiteren Einsatz des Schlagrades 2 die angrenzenden und weniger verschleißresistenten Schlagplatten 8, 9 vom Mahlgut angegriffen würden, ist ein Austausch der Schlagleiste 7 vorgesehen. Somit wird die Schlagleiste 7 eines Schlagplattensatzes 6 bzw. sämtliche Schlagleisten 7 eines Schlagrades 2 beim Erreichen des Verschleißgrades II** ausgetauscht und durch neue ersetzt. Ab diesem Zeitpunkt besitzt die Ventilatormühle wieder ihre volle Mahl- und Ventilationsleistung wie in Figur 10 ersichtlich. Aus Figur 10 ist ferner ersichtlich, daß zwar bei diesem Beispiel die Betriebsdauer des erfindungsgemäßen Schlagrades 2 etwas kürzer ist als das der Schlagräder mit den Schlagplatten gemäß der Figuren 6 bis 8, jedoch die Mühlenleistung über die gesamte Betriebszeit annähernd gleich hoch bleibt. Dies stellt eine gegenüber dem bekannten Stand der Technik wesentliche Verbesserung dar und hebt den Wirkungsgrad der Mühle und somit auch der Gesamtanlage nicht unbeträchtlich.
Bezugszeichenliste:
1 Ventilαtormühle
2 Schlαgrαd
3 Schlαgrαdnαbe
4 Schlαgrαdring
5 Steg
6 Schlαgplαttensαtz
7 Schlαgleiste
8 Schlαgplαtte
9 Schlαgplαtte
10 Schlαgplαtten-Hαlteleiste
1 1 Schlαgplαtten-Befestigungstei
12 Schlαgfläche
13 Ausnehmung
14 Schlagradachse
15 Randbereich
1 6 Schlagfläche
1 7 Schlagkante
1 8
19
20
21
22

Claims

Patentansprüche
1 . Schlagrad für eine Ventilatormühle, insbesondere für die Zerkleinerung von Kohle für eine Kohlenstaubfeuerung eines Dampferzeugers, mit einer Vielzahl von um den Umfang des Schlagrades in gleichmäßigem Abstand verteilten und sich zwischen Schlagradnabe und Schlagradring erstreckenden Stegen, die in Drehrichtung des Schlagrades jeweils durch mehrere parallel zur Schlagradachse liegende Schlagplatten bewehrt sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die radial innen liegende Schlagplatte ( 8 ) im Bereich der durch deren Schlagflächen ( 12, 16 ) gebildeten Schlagkante ( 1 7 ) mit einer Schlagleiste ( 7 ) ausgebildet ist, die über deren Länge querschnittseitig zumindest über einen Teil des Querschnittes mit einem hochverschleißfesten Material ausgebildet ist und dieser Teil des Querschnittes den die Schlagflächen ( 12, 16) begrenzenden Randbereich ( 15 ) der Schlagleiste ( 7 ) bildet.
2. Schlagrad nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Randbereich ( 15 ) der Schlagleiste ( 7 ) eine Dicke bzw. Tiefe von 1 bis 50 mm aufweist.
3. Schlagrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Randbereich ( 15 ) der Schlagleiste ( 7 ) aus einer Hartmetallpanzerung und der restliche Querschnitt der Schlagleiste ( 7 ) aus einem duktilen Werkstoff gebildet ist.
4. Schlagrad nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Schlagleiste ( 7 ) über ihren kompletten Querschnitt aus einem Kompositmaterial mit duktiler Metallmatrix und hierin eingebetteten Hartmetallpartikeln ausgebildet ist.
5. Schlagrad nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Schlagleiste ( 7 ) über ihren kompletten Querschnitt aus einem MMC-Verbundmaterial (Matrix Metal Composite) mit hierin eingebetteten Keramikpartikeln ausgebildet ist.
6. Schlαgrαd nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der hochverschleißfesten Schlagleiste ( 7 ) mit noch ausreichend duktilen Eigenschaften ausgebildet ist.
7. Schlagrad nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlagleiste ( 7 ) in Anpassung an das erwartete Mahlgutdurchströmungsprofil über die Breite des Schlagrades über ihre Länge mit einem ungleichen Querschnitt und/oder einer ungleichen Hartmetallpanzerschichtdicke ausgebildet ist.
8. Schlagrad nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dem jeweiligen Steg ( 5 ) zugehörigen Schlagplatten ( 8, 9 ) aus einem duktilen Werkstoff gebildet sind.
9. Schlagrad nach einem der vorgenannten Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, daß die Schlagleiste ( 7 ) als Stab ausgebildet ist und in eine Ausnehmung ( 13 ) der benachbarten Schlagplatte ( 8 ) eingelegt ist.
10. Schlagrad nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlagleiste ( 7 ) als Stab ausgebildet und auf die benachbarte Schlagplatte ( 8 ) aufgelegt ist.
1 1 . Schlagrad nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlagleiste ( 7 ) einen rechteckigen oder einen im wesentlichen dreieckigen oder einen L-förmigen Querschnitt aufweist.
12. Schlagrad nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlagleiste ( 7 ) gegenüber der Schlagfläche ( 12 ) der benachbarten Schlagplatte ( 8, 9 ) um einen Abstand ( s ) stufenförmig vorsteht.
13. Schlagrad nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlagleiste ( 7 ) nach innen zur Schlagradachse ( 14 ) hin gegenüber der Schlαgfläche ( 16 ) der benachbarten Schlagplatte ( 8 ) um einen Abstand ( t ) stufenförmig vorsteht.
14. Schlagrad nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlagleiste ( 7 ) ohne Ausbau des Schlagrades ( 2 ) aus der Ventilatormühle ( 1 ) und ohne Demontage von Schlagplatten ( 8, 9 ) ausbaubar ist.
15. Schlagrad nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlagleiste ( 7 ) durch Entfernung eines Befestigungteiles ( 1 1 ) ausbaubar ist, wobei das Befestigungsteil ( 1 1 ) ein Teilstück der ringscheibenseitigen Schlagplatten- Halteleiste ( 10 ) ist.
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